Σ-Δ型ADコンバーターの課題を解決する製品

センサーなどのアナログ信号をデジタル信号に変換するためにA/Dコンバーターが用いられます。また、高精度、高分解能なA/Dコンバーターが必要な場合、一般的にΣ-Δ型のコンバーターを使用することが多いです。しかし、高精度なA/Dコンバーターの中でΣ-Δ型のコンバーターは消費電流が大きく、ポータブル機器など電力が限られた商品に使用するには大きな課題となっていました。

この課題を解決する製品、アナログ・デバイセズ社が提供する24bit分解能を持ったΣ-Δ型のA/Dコンバーター、AD7124シリーズをご紹介します。

AD7124シリーズは、Arduino 互換の開発支援プラットフォームで開発を加速させるで紹介した”土壌水分およびpH測定センサーシールド - CN0398(EVAL-CN0398-ARDZ)”でも使用されているように、高精度、高分解能が要求され、かつ、低消費を求めるアプリケーションに最適な製品です。

低消費のヒミツ

AD7124シリーズは、選べる3つのパワーモードを持っているというのが特長の製品です。パワーモードはフルパワー、ミドルパワー、ローパワーとあり、設定レジスターを変更するだけで簡単に切り替えることができますので、要求する仕様に合わせて柔軟に対応することができます。

低消費だけじゃない、すべての機能を1パッケージに

AD7124シリーズには、差動4チャンネル入力のAD7124-4と差動8チャンネル入力のAD7124-8があり、いずれも低消費、低ノイズで、必要な機能をすべて内蔵した24ビットΣ-Δ型のA/Dコンバーターです。

なんと、機能安全にも対応できる

AD7124シリーズは、機能安全のためのさまざまな機能を内蔵しており機能安全を検討中の方にも最適な製品です。また、診断機能も持っていますので、複数の診断機能により機能安全に対応した設計が可能です。

機能だけじゃない、シミュレーションツールも充実

A/Dコンバーターの100製品以上に対応したシミュレーションツール"Virtual Eval Tool - BETA"は、ノイズ、ひずみ、FFT、分解能、タイミング図、周波数応答など、さまざまな特性を実機がなくてもシミュレートできるツールです。ベースとなる性能データは、アナログ・デバイセズ社のサーバー上にあるモデルデータを使用しているので、常に最新のシミュレーション結果を得ることができます。もちろん、任意のパラメーターも設定できるので、評価ボードなどを用意する前に性能をシミュレートすることがでます。

Virtual Eval Tool - BETAは、アナログ・デバイセズ社ウェブサイトにアクセスすれば無償で使用できます。
http://beta-tools.analog.com/virtualeval/

シミュレーションツールは本当に使えるの？

シミュレーションで最も気になる点は、実際のデバイスと同じ結果になるのか？という点です。ここでは、評価ボードとシミュレーターのノイズ結果を比較してみます。

評価ボードはEVAL-AD7124-8SDZを使用しました。この評価ボードは、PCとのインターフェースをおこなうキャプチャーボード (EVAL-SDP-CB1Z) と接続することができ、また、評価ボード専用のソフトウェアを使用することで、オシロスコープ無しに、性能データをPC上のGUIで確認することができます。

ノイズ測定時の設定は、いずれも下記の設定で確認しました。

設定条件

結果は・・

シミュレーターと実機での検証結果が、ほぼ同等であることがわかります。

上の波形は評価基板での測定結果、下の波形はシミュレーション結果です。ノイズのピーク to ピークが実測定356.44μVに対し、470μV。RMSノイズは実測定72.58μVに対し、72μVでした。

最後に

24bitΣ-Δ型のA/Dコンバーターで多チャンネル、低消費、高精度、高分解能を求めるアプリケーションには、ぜひ、AD7124シリーズをご検討ください。

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